[发明专利]核－壳聚合物纳米颗粒和使用其制备乳液聚集颗粒的方法

说明书

技术领域

在此公开核-壳聚合物纳米颗粒和使用这些纳米尺度颗粒制 备乳液聚集调色剂颗粒的方法。核-壳聚合物纳米颗粒具有可以包括结晶 组分的核部分和具有无定形组分的壳部分，其中无定形组分和结晶组分 基本不相容。

背景技术

纳米尺度核-壳颗粒可以在乳液聚集法中用作起始颗粒，并 且可以在产生乳液聚集调色剂颗粒中与另一种无定形树脂颗粒聚集，所 述无定形树脂颗粒可以与核-壳纳米颗粒的无定形和结晶树脂之一或两 者相容。

纳米尺度颗粒在允许包含更大量的结晶材料，由此降低最 终调色剂颗粒的最小定影温度方面是有利的。

已知具有结晶聚酯树脂或半结晶树脂的调色剂用于各种图 像显影系统。现有结晶和半结晶调色剂和包括这种调色剂的显影体系可 以具有相对湿度(RH)敏感性。理想的是显影剂在所有环境条件下是官能 化的，以能够由打印机实现良好的图像质量。换言之，理想的是显影剂 在例如15％相对湿度的低湿度下(在此表示为C区)和在例如85％相对湿 度的高湿度下(在此表示为A区)起作用。

包含结晶或半结晶聚酯树脂和无定形树脂的调色剂共混物 最近已经显示提供非常理想的超低熔点熔凝，这是实现高速打印和较低 熔凝器功率消耗的关键。包含结晶聚酯的这些类型的调色剂已经证明为 乳液聚集(以下为“EA”)调色剂和常规的喷射调色剂。含结晶或半结晶聚 酯树脂的所有调色剂的潜在问题为A-区中的电荷低和电荷保持性低。

现有EA聚酯基调色剂颗粒(以下为“EA聚酯调色剂颗粒”) 通常包括约5至约20％的结晶树脂，以便平衡熔体熔凝温度降低(有利 的)与电荷保持性和RH敏感性降低(不利的)。在具有超过15至约30％ 结晶树脂的EA聚酯调色剂颗粒中可以观察到差的电荷保持性和/或A- 区电荷，因为在EA聚酯调色剂颗粒内结晶树脂的电阻率低。因此，通 过进一步增加EA聚酯调色剂颗粒中的结晶树脂量，降低EA聚酯调色 剂颗粒的最小定影温度(以下为“MFT”)(调色剂在熔凝子系统中定影到 纸上的最低温度)可以引起EA聚酯调色剂颗粒显示电荷保持性和/或A- 区电荷减少。

已经尝试一种解决方案，在EA调色剂颗粒上设置由无定形 树脂制造的壳，所述EA调色剂颗粒包括核中的结晶树脂。随着无定形 树脂的壳在含结晶树脂的核周围增长，一部分结晶树脂可能迁移进入 EA聚酯调色剂颗粒的壳或表面。另外，在聚结调色剂颗粒过程中，结 晶组分可能扩散或与壳树脂相容。因此，调色剂颗粒仍然可以具有包括 结晶树脂的表面。结果，存在于EA聚酯调色剂颗粒的壳中或表面处的 结晶树脂的低电阻率引起EA聚酯调色剂颗粒可能显示如上所述的差的 电荷保持性和/或A-区电荷。

因此，对于将结晶材料引入调色剂颗粒，同时避免与包含 这种结晶材料有关的问题的更好的方法存在需求。

发明内容

在实施方案中，在此公开包括具有核和壳的颗粒的核-壳纳 米尺度颗粒，其中颗粒的核包括结晶材料，颗粒的壳包括无定形材料并 且基本至完全不含结晶材料，其中壳包封核，并且其中颗粒具有约1nm 至约250nm的平均粒度。此外，在实施方案中，结晶核树脂和无定形 壳树脂基本不相容，因此当聚结以制备EA调色剂时，结晶组分不迁移、 扩散或与壳树脂相容。换言之，结晶树脂基本保持在EA调色剂的核部 分中。

在其它实施方案中，该方法包括与第二种无定形树脂一起 聚集在此公开的纳米尺度颗粒的乳液，所述第二种无定形树脂可以与纳 米尺度壳-核树脂颗粒的无定形和结晶组分都相容。此外，该方法包括聚 结该聚集的纳米颗粒以形成调色剂颗粒。

在另外的实施方案中，核-壳纳米颗粒的结晶树脂和无定形 树脂基本不相容，并且调色剂聚集体进一步包括与核-壳纳米颗粒的核和 壳相容的第二种无定形纳米颗粒。

因此，在此公开如下实施方案。

方案1.制备乳液聚集调色剂颗粒的方法，包括： 通过形成包括结晶材料的纳米颗粒核，形成众多核-壳纳米颗粒； 在单独的纳米颗粒核之上形成纳米颗粒壳，以形成核-壳纳米颗粒， 壳包括无定形材料，使得纳米颗粒壳基本或完全包封纳米颗粒核； 形成众多核-壳纳米颗粒的乳液；和 聚集该乳液以形成调色剂颗粒的核， 其中纳米颗粒壳基本至完全不含结晶材料，并且其中核-壳纳米颗粒 具有约1nm至约250nm的平均粒度。